基于单片机的无线传感器网络设计.pdf

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1、摩爵函雨翦骊丽王吴潮传感器与仪器仪表文章编号：1008—0570(2∞8)07—1—0147—02基于单片机的无线传感器网络设计wireleSsSensorNetW0rkdeSlgnbased0nScM(上海交通大学)秦建新路林吉QINJian·xinLULin-ji摘要：本文介绍了基于单片机的无线传感器网络节点制作及组网设计方案。在工程应用中我们结合sTR系列微功率无线射频通信模块和新型数字c0浓度传感器设计可组建的无线网络的探潮节点，实现对地下车库CO浓度的采集，从而成功的把无线传感器网络应用在

2、我们的地下车库C0浓度报警系统中。文中对无线传感器网络的硬件设计，软件设计以及应该注意的事项作了较为详尽的阐述。关键字：无线传感器网络；单片机；Co浓度；低功耗；节点中图分类号：TN915文献标识码：BAb吼ract：lnthepaper，thewaytodesigntheWirelessSensorNetworkb晒edonSCMwasint阳duced，andthengiveyouatechnicalschemeofdesigningtllenetworknodeandnetworking．In

3、thetechnicalapplicationwehavedesiglledthenodethatcanorganizenetworkwithSTRmicropowerwirelessradiofrequencymoduleandnewdi西talC0concentrationsensor，wehavemadeuseofittocollecttheCOconcentrationoftheundergmundg眦ge．Thereby，wesuccessfullyappliedtheWirelessSe

4、nsorNetworktotheC0al咖systemofunder丹．ound再a龙lge．Youcanseethepanicularin删uceonhowtodes堙：nthehardwareandsofhare．TheWireles8SensorNetworkwedesi薄ledhashi幽reliabilityandpractieabilitythroughthetechnicaIapphcati∞。Keywords：Wi代le辅sen∞rNetwork；SCM；concent聃酊onofC

5、o；Illicropower；node1引言早在上世纪70年代，就出现了采用点对点传输、连接传感控制器而构成的传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感器控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。到了20世纪90年代后期，随着传感器技术的发展，智能传感器采用现场总线连接传感控制器构成局域网，这就是第三代传感器网络。现在，传感器网络以无线传感器网络为标志，它正处于研究

6、和发展的阶段，我们称之为第四代传感器网络。无线传感器网络是新一代的传感器网络，可以应用在军事：环保，医疗以及空间探索等许多领域，可以说它具有非常广泛的应用前景。2无线传感器网络硬件设计2．1无线传感器网络模型无线传感器网络节点以自组织形式构成多跳级中继的分级结构网络，这不同_丁基于传统无线网络的无基础设施网，通过在监测区域内设置多个传感器节点(简称节点)，由各节点自行协调并迅速组建通信网络，按照一定原则进行工作任务划分以获取监测区域物理信息。我们所说的网络的自组织特性是指当节点失效或新节点加入时网络

7、能够自适应重新组建，个别节点即使出现问题也不会影响全局，即网络中的各节点除具备数据采集功能外兼有数据转发实现多跳的路由功能。2．2无线传感器网络节点的构成秦建新：研究生典型的无线传感器网络节点由电源，数据获取单元DAu，数据处理单元DPu，数据发送和接受单元DRsu组成。数据获取单元由传感器进行监测区域内待测对象的信息采集；数据处理单元实现数据的分析、处理和存储等功能；数据发送和接受单元负责低功耗短距离节点问通信；电源单元选取小型化、高容量的电池，以确保节点的长寿命和微型化。具体节点设计如下图所示电

8、潭图1节点组成2．2．1数据发送和接收单元数据发送和接收单元采用国内生产的S陬系列微功率无线射频通信模，其主要特点是：(1)最大发射功率10mw。(2)高抗干扰能力和低误码率。(3)传输距离远。在视距情况下，天线高度>2米，可靠传输距离可达300一400m(BER=1200bps)。(4)双串口，3种接口方式。STR系列提供2个串口3种接口方式，c0M1为1TL电平uART接口。cOM2由用户自定义为标准的Rs一232／RS—485口。2．2．2数据处理单元数据处理单